水稻杂种优势遗传机制

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中科院上海生科院植物生理生态研究所国家基因研究中心韩斌院士研究组、黄学辉研究组联合中国水稻研究所杨仕华研究组在水稻杂种优势研究中获突破，相关研究成果发表于《自然》。研究人员通过对1495份杂交稻品种材料的收集以及对17套代表性遗传群体进行基因组分析和田间产量性状考察，综合利用基因组学、数量遗传学及计算生物学领域的最新技术手段，全面、系统地鉴定出了控制水稻杂种优势的主要基因位点。研究表明，水稻中杂种优势的表现正是由这些基因位点所决定。在杂组中，这些基因位点产生了全新的基因型组合，在杂交一代中高效地实现了对水稻花期、株型、产量各要素的理想搭配。这项研究成果阐明了水稻杂种优势的遗传机制，对推动杂交稻和常规稻的精准分子设计育种实践有重大意义。

水稻精细调控干旱应答新机制

华中农业大学教授熊立仲课题组揭示了水稻精细调控干旱应答的新机制，对阐明植物抗旱分子机理和促进植物抗旱遗传改良具有重要意义，该成果发表于《植物细胞》。脱落酸（ABA）作为一种逆境响应激素，在植物与逆境抗争中起到了举足轻重的作用。两个同源的转录调控因子（OsbZIP23和OsbZIP46）在促进ABA信号传导和抗旱性方面的重要功能。进一步研究揭示水稻干旱应答的一个精巧的调控模式：在遭遇干旱胁迫时，水稻大量诱导并激活正调控因子OsbZIP46，促进干旱应答；在干旱胁迫末期以及恢复期，负调控因子MODD的表达量增加并双重抑制OsbZIP46的活性和稳定性，从而减弱或消除干旱应答并将其控制在合理程度，以实现干旱应答与其他生理进程的平衡。

玉米品质和产量调控

中科院上海生科院植物生理生态研究所巫永睿研究组与美国罗格斯大学Joachim Messing教授研究组合作，研究发现玉米胚乳特异转录因子O2和PBF同时调控储存蛋白和淀粉合成基因表达，为培育高产优质玉米提供了新思路，研究成果发表于《美国科学院院报》。实验发现O2粒重下降的原因是淀粉合成受到影响。在双突变PbfRNAi； O2中，粒重和淀粉合成下降更为显著。在单突变和双突变中主要是糖和蛋白代谢途径的基因表达受到显著影响。通过转录激活，EMSA和免疫共沉淀等实验证明了淀粉合成复合体中两个关键基因PPDKs和淀粉合成酶III（SSIII）直接受到O2和PBF调控，SSIIa和SBE1间接受到O2和PBF调控。

植物叶绿体基因组全转录行为

中科院昆明植物所高立志团队通过对3种高等植物（水稻、玉米和拟南芥）及两种藻类（衣藻、灰藻）的叶绿体转录组数据进行分析，发现整个叶绿体基因组都能发生转录，相关成果日前发表于《科学报告》。这些转录本经内切酶和外切酶的作用，剪切掉不行使功能的序列，最终形成具有确切功能的转录本。叶绿体基因组的这种转录起始位点和终止位点随机组合的转录模式，产生了若干相互重叠、长短各异的初始转录本，从而形成了研究所观察到的叶绿体基因组全转录现象。研究人员用同样的方法对蓝藻基因组进行了分析。结果表明，蓝藻基因组也能全部转录。这说明光合真核生物叶绿体基因组全转录模式在植物进化的早期就已存在，并且可追溯到蓝细菌。